MADDENİN TANECİKLİ YAPISI VE ISI
ATOM BU NEDİR? Yenir veya yenmez, Görünür veya görünmez, Değiştirilebilir, dönüştürülebilir, Kırmızıdan mora her rengi bulunabilir. Bilmecenin cevabını buldunuz mu? Size bir ipucu, kütlesi vardır ve boşlukta yer kaplar. Peki, siz maddeyi kendi ifadenizle nasıl tanımlarsınız?
Şırıngadaki hava gaz hâlde bulunduğunu biliyoruz. Havanın genleşip sıkışmasından yola çıkarak, gaz hâlinde bulunan bütün maddelerin taneciklerden oluştuğunu, taneciklerin arasında da boşluk bulunduğunu söyleyebiliriz. Aynı şekilde katı ve sıvı hâldeki maddelerin hâl değiştirerek gaz hâline geçebildiğini düşünürsek bütün maddelerin tanecikli yapıda olduğu sonucunu çıkarabilir miyiz?
Maddeler, göründüğü gibi bütünsel bir yapıya sahip değildir,taneciklerden oluşmuştur. Maddeyi oluşturan bu tanecikler arasında boşluk vardır. Maddelerin sıkışabilme özelliği tanecikler arasındaki boşluk miktarına bağlıdır. Bu boşluk miktarı ise maddenin hâline göre değişir.
TARİH BOYUNCA TANECİK FİKRİNDE DEĞİŞMELER Günümüzde kabul edilen bilimsel düşünceler önceleri hayal olarak görülmüş ve topluma garip gelmişti. Oysa bu düşünceler, yapılan araştırmalar ve toplanan deliller sonucunda ortaya atılmıştır. Ortaya atılan bu fikirler günümüzün bilimsel düşüncesinin gelişmesine katkıda bulunmuştur. Atom hakkındaki ilk bilimsel çalışma 19. yüzyılın başlarında İngiliz bilim insanı John Dalton (Con Dalton) tarafından yapılmıştır.
Dalton a göre altın, gümüş gibi maddeler, atom adını verdiğimiz küreye benzer bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atom kavramını açıklarken şekildeki tahta küreleri model olarak kullanmıştır. J. Dalton atom kavramını şekildeki bu tahta kürelerle açıkladı.
Dalton, ayrıca maddelerin birbirinden farklı oluşunu, maddeleri oluşturan atomların birbirinden farklı olduğunu söyleyerek açıklamıştır. Örneğin, altını oluşturan taneciklerle gümüşü oluşturan tanecikler birbirinden farklıdır. Dalton un bu fikri günümüzde hâlâ geçerliliğini korumaktadır.
Dalton dan sonra da atomla ilgili çalışmalar devam etmiştir. Marie Curié (Meri Küri) ve Becquerel (Bekerel) bu konuya katkı sağlayan önemli çalışmalarda bulunmuşlardır. Günümüzde atom hakkında daha detaylı bilgilere ulaşılmıştır. Atomun bölünemez olduğu fikri yıkılmış ve atomların daha da küçük parçacıklardan oluştuğu anlaşılmıştır. Günümüzde atomu oluşturan bu parçacıklar hakkında bilgi sahibi olmamıza rağmen atom hakkında her şeyin bilindiği söylenemez.
Organizma oluşması için Hücre bir araya gelir. Acaba atomu oluşturan daha da küçük parçacıklar var mıdır? Hücre içinde bulunan çekirdeği inceleyelim. Bu yapılar ise atomların bir araya gelmesinden oluşmuştur. Hücre çekirdeği protein, karbonhidrat ve yağ olarak adlandırdığımız yapılar içerir
KÜÇÜK PARÇACIKLAR: ATOM Aslında ben bir maddeyim, Sen de maddesin, Soluduğumuz hava, içtiğimiz su, Elimizdeki kalem... Kütlesi, hacmi olan her şey madde. Göremediğim taneciklerin bir araya gelmesinden oluşur madde. Merak ettiysen maddenin temel yapısını; Bu küçük tanecikleri, Duydun mu daha önce atom adını? Atomların bir araya gelmesinin sonucu; Oluşur burnumun ucu, Kitabımın sayfası, Oyuncağımın parçası. ilk kez bu küçük parçacıklara atom demiş Democritus, Ve öylece kalmış adı
ISI ENERJİSİNİN MADDENİN TANECİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Maddeler ısıtıldığında ya da soğutulduğunda maddeyi oluşturan taneciklerin hızları ve aralarındaki boşluk miktarı değişirken maddeyi oluşturan taneciklerin büyüklüklerinde (belirgin olarak) değişme olmaz. Maddeyi oluşturan tanecikler görülemeyecek kadar küçük olduğu için ısı alan veya ısı veren maddelerde gözlenen hareketler taneciklere değil tanecik (molekül) yığınlarına aittir.
MADDE ISI ALDIĞINDA Taneciklerin hızı artar. Tanecikler arasındaki boşluk artar. Maddenin hacmi artar.
ISI AKTARIMI (ISI ALIŞVERİŞİ) Sıcaklıkları farklı olan maddeler bir araya getirildiklerinde yani birbirlerine dokundurulduklarında sıcaklık farkından dolayı maddenin taneciklerinin arasında enerji aktarımı (alış verişi) gerçekleşir. Aktarılan bu enerji ısı enerjisidir. Hızlı hareket eden taneciklere sahip madde ile yani sıcaklığı fazla olan madde ile yavaş hareket eden taneciklere sahip madde yani sıcaklığı az olan madde birbirine dokundurulursa maddenin tanecikleri çarpışır.
ISI ENERJİSİNİN MADDELER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ Isı bir enerji çeşididir ve maddeler üzerinde 3 türlü değişiklik yapabilir. Bunlar; Sıcaklık Değişimi Hal Değişimi Boyut Değişimi (Genleşme veya Büzülme) A) SICAKLIK DEĞİŞİMİ : Sıcaklığın var olmasının nedeni ısı enerjisidir. Sıcaklık, maddenin aldığı veya verdiği ısı enerjisinin bir göstergesidir.
B) HAL DEĞİŞİMİ Katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin ısı enerjisi etkisiyle bir halden diğerine dönüşmesine hal değişimi denir. Hal değişimi olayı ısı enerjisi sayesinde gerçekleşir. Madde hal değiştirdiğinde o maddeyi oluşturan taneciklerin sayısı ve büyüklüğü değişmez, sadece taneciklerin birbirlerine olan uzaklığı ve yaptıkları hareket değişir.
C) BOYUT DEĞİŞİMİ (GENLEŞME VEYA BÜZÜLME) Dışarıdan ısı enerjisi alan maddelerin hacimlerinde meydana gelen artışa genleşme denir. Dışarıya ısı enerjisi veren maddelerin hacimlerinde meydana gelen azalmaya büzülme denir. Bir madde dışarıdan ısı enerjisi aldığında yani madde ısıtıldığında, maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri artar. Taneciklerin hareket enerjileri artınca titreşim hızları artar ve tanecikler birbirlerinden uzaklaşırlar. Bu nedenle de maddenin hacmi artar yani madde genleşir.